滨海咸水储层微纳米颗粒形貌特征对其运移行为的影响-岩土力学.pdfVIP

第38 卷第8 期 岩 土 力 学 Vol.38 No.8 2017 年8 月 Rock and Soil Mechanics Aug. 2017 DOI ：10.16285/j.rsm.2017.08.015 滨海咸水储层微纳米颗粒形貌特征 对其运移行为的影响 1, 2 1 1 2 马玖辰 ，王昌凤 ，朱龙虎 ，刘雪玲 （1. 天津城建大学 能源与安全工程学院，天津 300384；2. 天津大学 中低温热能高效利用教育部重点实验室，天津 300072 ） 摘 要：通过一维水平砂柱试验，结合多孔介质传质理论，从孔隙尺度探索含水层中微纳米颗粒形貌特征与其释放、运移、 沉积过程的内在关联，揭示颗粒重组的力学诱导机制。研究结果表明，在渗流溶液水动力作用与物化性质相同，并且含水介 质机械组成相近的条件下，球形硅微粉释放率最高，试验过程中累计释放颗粒质量达93.74 mg ；咸水层原砂释放率最低，仅 为0.62% 。依据试验结果，利用双沉积位动力学模型进行反演，计算得到咸水层原砂在受运移距离控制点位沉积系数最大， 高于人工制备砂样2 个量级。结合电镜扫描与颗粒表面ζ 电位测试结果，基于颗粒受力平衡分析，渗流剪切应力与颗粒法向 截面面积成正比；同时伴随微纳米颗粒形貌、构成的变化，扩散双电层排斥力存在显著差异。因此，球状硅微粉颗粒通常以 单体形式脱离多孔介质表面；片状次生黏土矿物颗粒多以大体积粒团形式释放，出现再次沉积或被孔喉捕获的机率提高。 关 键 词：咸水层；微纳米颗粒；形貌特征；运移；砂柱试验 中图分类号：TU 431 文献标识码：A 文章编号：1000－7598 (2017)08 －2270 －09 Effects of particle morphology characteristics on transportation behavior of micro-nano particles in coastal energy storage brackish aquifers 1, 2 1 1 2 MA Jiu-chen , WANG Chang-feng , ZHU Long-hu , LIU Xue-ling (1. School of Energy Safety Engineering, Tianjin Chengjian University, Tianjin 300384, China; 2. Key Laboratory for Efficient Use of Low and Medium Grade Energy of Ministry of Education of China, Tianjin University, Tianjin 300072, China) Abstract: According to the particularity of porous structure and mineral composition in coastal energy storage shallow brackish aquifers, a controllable experiment of